船舶空调制冷不良实例分析
船舶空调装置制冷不良实例分析与处理
l、船舶空调的要求:
船舶空调主要用于满足人们对工作和生活环境舒适和卫生的要求。对温度湿度等空气条件的要求并不十分严格，允许在稍大的范围内变动，属于舒适性设备。
(1)温度:温度条件冬季为19～24℃，夏季为21～28℃。我国的标准为冬季19～22℃，夏季为24～28℃。
(2)湿度:人对空气的湿度并不敏感，夏季空调采用去湿法，控制在40％～50％；冬季在30％～40％为宜。
(3)清新程度:清新程度就是指空气清洁和新鲜的程度。如果只从满足人对氧的需要出发，供给量在2.4m3／h。
(4)气流速度:室内气流速度以0.15～0.20m／s为宜，最大不超过0.35m／s，否则人会感到不舒服。
2、船舶空调系统介绍:
某轮具有两套独立的空调装置，较小的为机舱工作间送冷空气，较大的为生活区及厨房等处送风、热空气。本文主要对后者进行简要分析。两套系统均采用R22做制冷剂，系统组成部分：
(1)滑油分离器:装在压缩机的排出端与冷凝端之间，作用是将制冷剂蒸汽中混入的滑油分离出来，以免过多的滑油进入冷凝器和系统，阻塞管路和影响换热。分油器还能把分离出来的油及时送回压缩机，避免压缩机失油，以保证压缩机长期安全可靠地运行。
(2)冷凝器:其作用是将压缩机排出的高压高温的气态制冷剂冷却成液态，供系统循环用。
(3)储液器:可使装置储存一定量的液态制冷剂，由于制冷装置工况变化时引起蒸发压力不同，使系统中循环的制冷剂数量发生较大的变化，即可在制冷剂循环里减少时避免液体制冷剂液面升高，浸没冷凝器冷却器管，又可在冷剂循环增大或系统稍有泄露时保持足够的制冷液体。
(4)膨胀阀:平衡式热力膨胀阀。
(5)蒸发器:将制冷剂在管内蒸发，使靠近蒸发器的空气受到冷却，形成强迫对流，使空气的温度逐渐下降。
(6)制冷方式:液体制冷剂在膨胀阀的节流作用下进入蒸发盘管中，制冷剂就会在较低的压力下吸热汽化，从空气中吸取热量，使空气温度降低，从而实现制冷。为了使蒸发管中的压力不会因为不断流入汽化的制冷剂而升高，压缩机把制冷剂抽出，一是维持蒸发器低压，同时把高温高压的气态制冷剂送到冷凝器中，使气态冷剂放热从而液化，然后再一次进入循环系统。
3、船舶空调故障发生过程简介
2004年8月20日该轮发觉住舱生活区温度升高，到风扇间检查送风温度，左右舷送风温度上升到18~20％，吸排压均降至非正常值。初步认定冷剂量不足，可能有泄露引起，在机旁检漏没有发现异常，而管路及蒸发器难于检查，于是充入制冷剂，充液后启动果然运转良好，但数个小时后滑油压力开始下降，吸排压力下降，住舱温度开始升高，迅速停机后，将冷凝器侧盖打开，将贮油器出口阀微开即见有根海水管有白雾出来，确定为冷凝器大量泄露冷剂，将破坏管封堵后充冷剂启动运转良好。但自此之后，冷凝器又数次破坏，在航行期间因破损水管过多，封堵后冷凝不足以致制冷剂不足，制冷机曾停用数日，维修后启动，制冷效果仍很差，还因吸入压力不足而自动停机，初判断为数次充冷剂带来过多水分而产生的冰塞。打开回液管存水弯管放残水时，发现油水及冷剂混合物竟达数百克，拆下干燥器／滤器，发现壳内有积水。因此，确定问题并非冷剂带来水分如此简单。
4、船舶空调故障原因分析及机理简介
4.1 故障原因分析:
分析水分进入系统的原因不外乎新冷剂充入水分；换滑油时带入少量水，但这几个原因都不可能使系统中出现如此大量的水分。即使操作不当带入大量空气，亦不可能使系统中含有如此大量水分，在未搞清原因之前，先进行除水工作，除水时发现系统中的水分还不止这些，先后几次除水均有百克左右，于是考虑高压管路水分直接漏入可能性，但冷剂压力高达14～15kg而冷却海水只有7kg(造水机工作时)，海水不可能漏入系统，但这是唯一可能的原因。后想冬天制冷机曾停止一段时间，这之后再启动便无法正常运转，由此才清楚，冷凝器以前数次破坏简单维修后在未换新的情况下，在停机期间冷凝器再次坏漏，使高压管内冷剂大量泄漏，因停止运转而未检查，无人知道，当高压管内压力等于或低于冷却海水压力时，海水便直接流入冷剂系统管路。且航行期间造水机运转，造水机与制冷系统同用日用海水。因此海水压力升高。而且因造水机运转时，左右两台日用海水泵同时运转以达到抽真空的能力，但如果制冷系统冷凝器冷却水进口阀完全关死，海水压力又太高。本轮已十几年，易被腐蚀的海水管路经常破损，压力太高恐怕管路破裂，因此海水保持流过冷凝器，才使大量海水进入系统。因此系统是为空调服务，蒸发温度一般在-5℃以上，有R22溶水能力较强尤其高温溶水能力更高，故系统存有少量水并不会导致冰塞，因此运转后吸入压力降低较快，大家都没有想到是管路阻塞，是为冰塞造成，如果这样的话，就可判断大量水进入系统，但是大家却简单地认为是因为冷剂泄漏造成，以致造成后来更严重的后果。因大量的水蒸气及滑油等与制冷剂混合，是压缩机负荷增加，以致后来吸气阀损坏，使压缩机工作时吸排腔接通，而吸入压力急剧升高。又因为水与冷却剂相融后，阻塞压力增加，腐蚀性增加，使系统管路腐蚀而剥落杂质容入制冷剂及滑油中，使滑油迅速变质，阻塞压力表及继电器传压细管，阻塞油压启阀卸载机构管路，使滑油分配器瘫痪，齿轮油泵齿轮折断等系列严重后果。
4.2 故障机理简要介绍:
当系统中进水时，含水量已远远超过氟里昂R22溶解度，膨胀阀及其后的一段内温度降于零度以下，此时就会有一部分游离态水结成小的冰晶，随时间增长，冰晶会越来越大，R22在30℃的溶解度也只不过是1,470mk／kg，因此系统中水足以使冰晶扩大到冰塞程度，且加之水与冷相溶后腐蚀剥落物将膨胀阀脏堵，还因滑油赃污使油压卸载机构瘫痪，压力继电器失灵而使压缩机启动时无法卸载，且制冷剂因吸排阀及管路问题启动造成“奔油”使系统中存油过多，以及吸入滤器，高压管路中的干燥器／滤器脏堵，压缩机启动后短时间内又停止(吸入低压作用)。
5、船舶空调故障的排除方法:
为排除系统大量水分，油份及脏堵物，需将系统抽空。抽空前先将变质滑油换掉。关闭吸入截止阀，启动压缩机将曲轴箱抽成真空，以收回溶解在滑油的制冷剂。然后停止压缩机，关掉排除截止阀。接着便可以松开放油旋塞，放空脏油，拆除曲轴箱侧盖，清洁曲轴箱，用干净的布擦干净。同时可将汽缸头盖拆下，拆下吸排气阀，检查弹簧及阀片的损坏，换新弹簧，换新阀片，吸入阀装置时，要用专用铜夹将环片固定在阀体上将弹簧压缩，以保证环片位置安装正确，手动盘车检查曲柄是否正常，检查曲柄箱是否完全清洁干燥，再将侧盖及放油旋塞装置复位。完成后，从加油口注入洁净的润滑油。滑油装完后，先使排出截止阀的多用通道通大气，在启动压缩机，将曲轴箱中的空气抽出，直至曲轴箱达到稳定真空时，关闭多用通道，停止压缩机。加油后将各压力表及继电器传压细管拆下，疏通或换新，装复时注意略开截止阀将腔内及管内所存空气排除，这些工作完成后可对系统抽空，排气排水。
抽空时，用压缩机进行，做法：稍开压缩机吸入截止阀，关闭排出截止阀，打开排除阀上多用通道以抽空排气；关闭系统中通大气的各阀，(如充剂阀、放空阀等)；开启系统中的其余各阀，包括旁通阀。放尽冷凝器中的冷却水，以有利于加速其中的水分蒸发。将压缩机置于最少能量位置，当系统已达到稳定的真空度，并在排出口感觉不到有气体排出时，关闭压缩机吸入截止阀，然后用手按住排除阀多用通道，迅速开足排除截止阀将多用通道关闭，停机，装复多用通道堵头后停机。抽空结束后可以顺便检查系统的气密性，本轮真空度足可以达到氟里昂93Kpa的要求，在8h没真空压力下降为1Kpa，也可满足要求。
故障排除后，重新启动系统，但因为本系统制冷剂大量漏泄使制冷剂明显不足，须重新注入制冷剂。启动前在储液器上部放气，关闭储液器的出液阀，启动压缩机，把系统中的制冷剂连同不凝性一起压入冷凝器，然后停止压缩机；继续向冷凝器供给冷却水，以使制冷剂充分凝结，直至冷凝器压力不再下降为止，这时打开冷凝器顶部的放空气阀，让聚集在冷凝器上部的不凝性气体流出，几秒钟后即关，停一会重复这一操作，以减轻扰动，减少制冷剂的损失。每次放气后注意排出压力表，放至冷凝器中的压力接近水温所对应的制冷剂饱和压力时，应结束放空气的操作。启动充剂前将接管与钢管接好，充剂前略开钢瓶阀驱除管内空气，另一端接在干燥器前充剂阀，旋紧，打开钢瓶充剂阀制冷剂自行进入系统，当压力与钢瓶内压力平衡后，启动压缩机此时可打开钢瓶出液阀，直接向系统充入制冷剂使制冷剂在蒸发器中蒸发，经压缩机压缩后，并经冷凝器冷凝后泵贮液器中。本系统需R22约120Kg，根据称量，估计充剂量足够可关闭钢瓶出口阀，打开贮液器出口阀，让压缩机运转一段时间，如贮液器内能保持1／3以上液位则可停止充液，拆管前用热水加热充剂管，使液态制冷剂蒸发进入系统再将充剂阀关死，拆下充剂管以减少冷剂的浪费，开始正常运转后，应注意干燥器／滤器两端是否有明显温差，如有温差说明已经堵塞，最后将干燥器换新，因大量新的制冷剂充入后带入较多水分，为避免再次故障，压缩机运行一段时间后将干燥器换新，换新时注意避免空气混入系统。经过以上操作后，系统运转一直正常，但因冷凝器破损而造成如此严重事故，浪费大量物料，使工作量大大增加，而且空调数日不能运转，此类事故值得深思。
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